Podręcznik
2. Prowadnice TEM
2.6. Linia mikropaskowa
Rozwój technologii układów scalonych, planarnych z samej natury, zmusił konstruktorów do opracowania nowej rodziny prowadnic falowych, które można stosować zarówno w hybrydowych jak i monolitycznych układach scalonych. Najpopularniejszym rozwiązaniem jest linia mikropaskowa, której strukturę pokazano na rys.1.12A. Płaska, o odpowiednio dobranej grubości h warstwa dielektryka pokrywana jest obustronnie metalem. Warstwa metalizacji jest z jednej strony pozostawiona w całości, natomiast z drugiej strony pozostawione są tylko wąskie ścieżki metalizacji o odpowiednio dobranej szerokości w.
Linia mikropaskowa nazywana jest linią quasi-TEM, ponieważ fala EM porusza się w ośrodkach o 2 różnych prędkościach. Linia wykazują niewielka dyspersję.
Rys.1.13. Prowadnice planarne. A) Linia mikropaskowa rzeczywista struktura. B). Pasek linii mikropaskowej w dielektryku o przenikalności efektywnej.
Impedancja charakterystyczna linii mikropaskowej jest funkcją grubości warstwy h, szerokości paska metalizacji w oraz przenikalności elektrycznej dielektryka oddzielającego pasek od metalizacji „ziemi”. Do odpowiednich zależności wprowadza się efektywną przenikalność, której wartość leży między podłoża a powietrza. Z dobrym przybliżeniem można *eff obliczyć z podanej niżej zależności (1-75):
(1-75) |
Dla w/h ≤1 wartość impedancji charakterystycznej Z0 można obliczyć z zależności (1-76):
(1-76) |
Gdy w/h > 1 z lepszym przybliżeniem obliczamy wartość impedancji Z0 ze wzoru (1-77):
(1-77) |
Dla określonych materiałów, które wykorzystano projektując linię mikropaskową długość fali zależy od stosunku w/h, gdyż ze zmianą wartości w/h zmienia się εeff.
(1-78) |
W praktyce obliczenia wymiarów linii mikropaskowych prowadzimy wykorzystując jeden z licznych komputerowych programów obliczeń.
Zakres częstotliwości pracy linii mikropaskowej jest bardzo szeroki, od prądu stałego DC do 30 GHz dla układów hybrydowych, i do 500 GHz dla układów monolitycznych.